JP2010223344A - 潤滑装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リングギヤに潤滑油が再度付着することを抑制できるような潤滑装置を提供する。
【解決手段】潤滑装置は、ケーシングの底部に貯留された潤滑油をリングギヤ１０によって掻き上げることにより、潤滑油をギヤ同士の噛み合い部分に供給するように構成されている。そして、ケーシングの内面とリングギヤ１０の外周部との間には、このリングギヤ１０の外周部を覆うように遮蔽部材３１が設けられ、遮蔽部材３１には、リングギヤ１０により掻き上げられた潤滑油をこの遮蔽部材３１の内側から外側へ排出する開口部３２が形成されている。また、遮蔽部材３１には、開口部３２の上端縁３２ａから斜め上方に向けて突出する再流入防止板３３が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ケーシングの底部に貯留された潤滑油をリングギヤによって掻き上げることにより、潤滑油をギヤ同士の噛み合い部分に供給するように構成された潤滑装置に関する。

車両用の動力伝達装置は、回転部材の回転によりトルクが伝達されるように構成されている。これらの動力伝達装置のうち、変速機や差動装置は、複数のギヤを備えており、各ギヤの噛み合い部分に発熱や摩耗が発生する。このため、ギヤが収納されたケーシングの内部に潤滑油を封入し、この潤滑油により各ギヤを潤滑および冷却する構成が採用されている。

このような潤滑装置を備えたディファレンシャル装置の一例が、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１には、ディファレンシャル装置のケーシングの底部に貯留された潤滑油を、リングギヤによって掻き上げる（跳ね上げる）ことによって、ギヤ同士の噛み合い部分の潤滑を行うことが示されている。また、潤滑油がブリーザプラグから外部に漏れることを抑制するために、ケーシングのリングギヤ外周側の部分にリングギヤの外周側から内周側に向けて潤滑油を案内する突起、溝等を設け、リングギヤによる潤滑油の掻き上げ量を低減することが示されている。

特開平１１−１０８１６３号公報

ところで、上述したようないわゆる掻き上げ方式（跳ねかけ方式とも言う）の潤滑装置では、リングギヤによって掻き上げられ、遠心力によりリングギヤから離れた潤滑油が、ケーシングの内面に跳ね返されること等によってリングギヤに再度付着することは好ましくない。その理由は、リングギヤに潤滑油が再度付着すると、潤滑油を跳ね飛ばすためのエネルギーを奪われることになるので、その分リングギヤの回転抵抗が増大する可能性があり、これに伴ってリングギヤによる潤滑油の撹拌抵抗が増大することが懸念されるからである。このことは、上記特許文献１に記載の潤滑装置においても同様に懸念される。

本発明は、そのような問題点を鑑みてなされたものであり、リングギヤに潤滑油が再度付着することを抑制できるような潤滑装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、潤滑装置であって、ケーシングの底部に貯留された潤滑油をリングギヤによって掻き上げることにより、潤滑油をギヤ同士の噛み合い部分に供給するように構成されている。そして、上記ケーシングの内面とリングギヤの外周部との間には、このリングギヤの外周部を覆うように遮蔽部材が設けられ、上記遮蔽部材には、リングギヤにより掻き上げられた潤滑油をこの遮蔽部材の内側から外側へ排出する開口部が形成されていることを特徴としている。

上記構成によれば、ケーシングの底部に貯留された潤滑油がリングギヤの回転に伴って掻き上げられる（跳ね上げられる）が、掻き上げられた潤滑油の一部は、遠心力により遮蔽部材の開口部を通って遮蔽部材の内側から外側へ排出される。開口部から排出された潤滑油は、ケーシングの内面に跳ね返され、自重により遮蔽部材とケーシングの内面との間を落下し、ケーシングの底部へ落下する。この際、遮蔽部材によってリングギヤの外周部が覆われているので、開口部から排出された潤滑油がリングギヤに再度付着することを抑制することができる。これにより、潤滑油がリングギヤに再度付着することに起因する回転抵抗の増大、および、これに伴う撹拌抵抗の増大を抑制することができる。

本発明において、上記遮蔽部材には、上記開口部の上端縁から斜め上方へ向けて突出する突出部が設けられていることが好ましい。

この構成によれば、遮蔽部材の外側へ排出された潤滑油が、開口部から遮蔽部材の内側へ再度流入することが、突出部によって妨げられる。これにより、潤滑油がリングギヤに再度付着することをより効果的に抑制することができる。

本発明によれば、遮蔽部材によってリングギヤの外周部が覆われているので、開口部から排出された潤滑油がリングギヤに再度付着することを抑制することができる。これにより、潤滑油がリングギヤに再度付着することに起因する回転抵抗の増大、および、これに伴う撹拌抵抗の増大を抑制することができる。

実施形態に係るトランスアクスルのケーシングを示す側面端面図である。 図１のケーシングに内蔵されたディファレンシャル装置の構成を示す平面断面図である。 ディファレンシャル装置のリングギヤおよび遮蔽部材を示す斜視図である。 リングギヤに掻き上げられたオイルの流れを模式的に示す図である。 変形例を示す図４に対応する図である。

本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

以下では、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の車両に搭載されたディファレンシャル装置に本発明の潤滑装置を適用した例について説明する。まず、ディファレンシャル装置を含むトランスアクスルの概略構成について、図１、図２を参照して説明する。

トランスアクスル１は、中空に構成されたケーシング２を備えており、このケーシング２は第１分割体２Ａと第２分割体２Ｂとを突き合わせてボルトにより締め付け固定したものである。そして、主として第１分割体２Ａの内部には変速機構３が配置され、第１分割体２Ａの内部および第２分割体２Ｂの内部に亘りディファレンシャル装置４が配置されている。

変速機構３は、車両の走行状態に基づいて自動的に変速段を切り替えることの可能な自動変速機として機能するものである。この変速機構３は、相互に平行に配置されたインプットシャフト５およびカウンタシャフト６を備えている。このインプットシャフト５およびカウンタシャフト６は、車両の幅方向に配置されている。また、インプットシャフト５には、動力源（図示せず）から出力されたトルクが入力されるように構成されている。

インプットシャフト５の外周側には、軸線方向に複数の遊星歯車機構（図示せず）が配置されているとともに、インプットシャフト５にはカウンタドライブギヤ７が取り付けられている。また、インプットシャフト５の外周側には、複数の摩擦係合装置が配置されており、これらの摩擦係合装置の動作により、各遊星歯車機構のトルク伝達経路が切り替えられるように構成されている。

カウンタシャフト６には、カウンタドリブンギヤ８およびファイナルドライブギヤ９が取り付けられている。そして、カウンタドライブギヤ８とカウンタドライブギヤ７とが噛み合わされている。つまり、インプットシャフト５に入力された回転が遊星歯車機構により変速されるとともに、カウンタドライブギヤ７およびカウンタドリブンギヤ８を介してカウンタシャフト６に伝達される。

ディファレンシャル装置４は、デフケース１１の内部に互いに噛み合いながら回転するピニオンギヤ１６およびサイドギヤ１７，１８が収容され、これらピニオンギヤ１６およびサイドギヤ１７，１８の回転により差動動作を行うよう構成されている。具体的には、ディファレンシャル装置４は、リングギヤ１０を備えており、リングギヤ１０とファイナルドライブギヤ９とが噛み合わされている。リングギヤ１０は、中空のデフケース１１の外周に対してボルト１２により締め付け固定されている。このリングギヤ１０の外径は、インプットシャフト５およびカウンタシャフト６に取り付けられている各ギヤの外径よりも大きい値に設定されている。

また、ケーシング２の内部には２つの軸受け１３，１４が配置されており、デフケース１１が軸受け１３，１４により回転可能に支持されている。上記構成により、リングギヤ１０は、第１分割体２Ａ側の突き合わせ端側に回転可能に支持されている。そして、インプットシャフト５およびカウンタドライブギヤ７の回転中心Ａ１が、カウンタシャフト６およびカウンタドリブンギヤ８の回転中心Ｂ１よりも低い位置に設定され、リングギヤ１０の回転中心Ｃ１が、回転中心Ａ１よりも低い位置に設定されている。

デフケース１１にはピニオンピン１５が固定されており、ピニオンピン１５には複数（この実施形態では２つ）のピニオンギヤ１６が回転可能に取り付けられている。これらピニオンギヤ１６の背面（外周側の面）は略球面形状とされており、これらピニオンギヤ１６の背面とデフケース１１の内壁面との間には、球面滑り軸受けとしてのピニオンスラストワッシャ１６ａが介在されている。

デフケース１１の内部には２つのサイドギヤ１７，１８が配置され、サイドギヤ１７，１８と、複数のピニオンギヤ１６とが噛み合わされている。そして、サイドギヤ１７，１８には別個にドライブシャフト１９，２０が固定され、ドライブシャフト１９，２０が、デフケース１１の軸穴２１，２２に回転可能に配置されている。また、このサイドギヤ１７，１８の背面（外周側の面）とデフケース１１の内壁面との間には、円環状のスラスト軸受けとしてのサイドギヤスラストワッシャ１７ａ，１８ａが介在されている。なお、ドライブシャフト１９，２０の端部には前輪（図示せず）が取り付けられている。

また、ケーシング２には軸穴２３，２４が形成され、軸穴２３，２４にドライブシャフト１９，２０が別個に配置されている。この軸穴２３，２４にはアウターシール２５，２６が別個に取り付けられ、軸穴２３，２４の内周面と、ドライブシャフト１９，２０との間を液密に密封している。アウターシール２５，２６は、ケーシング２の内部に封入された潤滑油が、軸穴２３，２４から外部に漏れることを防止するための構成である。なお、図２における符号１５ａはピニオンピン１５の抜け止めのためのピンであり、符号１３ａ，１４ａは各軸受け１３，１４やデフケース１１内にオイルを導入するためのオイル導入孔である。

ケーシング２におけるインプットシャフト５またはカウンタドライブギヤ７の外周側、より具体的には上方には、ブリーザプラグ２７が取り付けられている。このブリーザプラグ２７は、ケーシング２の内部の圧力を外部に逃がすための構成であり、ケーシング２の内部と外部とを連通する通気路を備えている。この通気路は、ケーシング２の内部の圧力変化に応じて開閉するように構成されている。つまり、カウンタドライブギヤ７により潤滑油が撹拌されて泡立った場合でも、泡状の潤滑油がブリーザプラグ２７に到達するまでの時間を可及的に長くするため、ケーシング２の上部にブリーザプラグ２７が配置されている。

また、第１分割体２Ａの開口端、言い換えれば、第２分割体２Ｂとの突き合わせ端側の内周には、回転中心Ａ１を曲率の中心とする略円弧形状の第１内周面２８と、回転中心Ｂ１を曲率の中心とする略円弧形状の第２内周面２９とが形成されている。さらに、第１内周面２８と第２内周面２９との境界部分には、ケーシング２の一部を上方に山形に突出した突出部３０が形成されている。そして、第１内周面２８がカウンタドライブギヤ７の外周側に配置され、第２内周面２９がリングギヤ１０の外周側に配置されている。

上述のように構成されたトランスアクスル１の動作について説明する。

まず、動力源からインプットシャフト５にトルクが入力されてインプットシャフト５が回転すると、この回転が遊星歯車機構により変換されてカウンタドライブギヤ７が図１の時計方向に回転する。すると、カウンタドリブンギヤ８が反時計方向に回転し、カウンタシャフト６およびファイナルドライブギヤ９ならびにリングギヤ１０を介してデフケース１１にトルクが伝達される。デフケース１１に伝達されたトルクは、ピニオンギヤ１６およびサイドギヤ１７，１８を介してドライブシャフト１９，２０に伝達される。すなわち、カウンタドライブギヤ７およびカウンタドリブンギヤ８の回転が、リングギヤ１０により減速されてドライブシャフト１９，２０に伝達され、ドライブシャフト１９，２０のトルクにより前輪が駆動される。つまり、カウンタドライブギヤ７の回転速度の方が、リングギヤ１０の回転速度よりも高い。

ここで、ディファレンシャル装置４の差動動作について説明する。まず、車両が直進している場合には、ファイナルドライブギヤ９からリングギヤ１０にトルクが入力されると、リングギヤ１０に回転一体となっているデフケース１１が回転し、このデフケース１１と一体的に一対のピニオンギヤ１６が公転（ドライブシャフト１９，２０の軸心回りに公転）することになる。これにより、一対のサイドギヤ１７，１８および一対のドライブシャフト１９，２０が回転駆動されるので、左右の駆動輪が同一回転数で駆動される。

一方、車両のカーブ走行（旋回）等によって、左右の前輪に回転抵抗差が生じたときには、一対のピニオンギヤ１６が自転することになって、両サイドギヤ１７，１８が差動回転することになる。これにより、リングギヤ１０に入力されたトルクが左右のドライブシャフト１９，２０を介して左右の前輪に差動分配されることになる。

そして、上記動作中、各ギヤ同士の噛み合い部分が、潤滑油により潤滑および冷却される。具体的には、ケーシング２の底部に貯留された潤滑油の静的油面が、図１に示す高さＨ１の位置に設定されており、この潤滑油がリングギヤ１０およびカウンタドライブギヤ７によって掻き上げられる（跳ね上げられる）ことによって、各ギヤ同士の噛み合い部分の潤滑等が行われるようになっている。

この実施形態では、ディファレンシャル装置４において、リングギヤ１０の外周部を覆うように遮蔽部材３１が設けられており、この遮蔽部材３１には、リングギヤ１０により掻き上げられた潤滑油をこの遮蔽部材３１の内側（内径側）から外側（外径側）へ排出する開口部３２が形成されていることを特徴としている。以下、この特徴部分について、図３、図４を参照して説明する。

遮蔽部材３１は、側面視で略円弧状に湾曲された金属製（例えば鉄製）の部材であって、ケーシング２の内面とリングギヤ１０の外周部との間に配設されている。遮蔽部材３１の一端は、ケーシング２の底部に貯留された潤滑油に浸漬されており、他端は、カウンタドリブンギヤ８の近傍まで延びている。

遮蔽部材３１は、断面視で略コ字状に形成されており、リングギヤ１０の側面と略平行に延びる一対の側板３１ａ，３１ｂと、リングギヤ１０のケーシング２の内面とリングギヤ１０の外周縁との間に配置され、一対の側板３１ａ，３１ｂを外周側において繋ぐ外周板３１ｃとを備えている。そして、これらの側板３１ａ，３１ｂおよび外周板３１ｃによって、リングギヤ１０の外周部に設けられたギヤ部１０ａを覆っている。外周板３１ｃとケーシング２の内面との間には、所定の隙間が確保されている。

遮蔽部材３１の外周板３１ｃには、矩形の開口部３２が形成されている。開口部３２は、遮蔽部材３１の内側（内径側）と外側（外径側）とを連通するものである。この開口部３２は、リングギヤ１０により掻き上げられた潤滑油を遮蔽部材３１の内側から外側へ排出するために設けられている。この実施形態では、開口部３２は、リングギヤ１０の回転中心Ｃ１と略同じ高さの位置に設けられている。

また、遮蔽部材３１の外周板３１ｃの外周面には、再流入防止板３３が設けられている。再流入防止板３３は、開口部３２の上端縁３２ａから、側面視で、斜め上方に向けて突出する突出部となっている。再流入防止板３３は、開口部３２から排出された潤滑油が、この開口部３２から遮蔽部材３１の内側へ再流入することを防止するために設けられている。この再流入防止板３３は、遮蔽部材３１に開口部３２を形成する際、この開口部３２と同時に形成することが可能である。具体的には、開口部３２の上端縁３２ａ以外の３辺を遮蔽部材３１から切断し、切断した部分を上端縁３２ａにおいて外側に折り曲げることによって、開口部３２および再流入防止板３３を形成することが可能である。

遮蔽部材３１の外周板３１ｃの内周面には、リブ３４が設けられている。リブ３４は、開口部３２の上端縁３２ａから、側面視で、斜め下方に向けて突出する突出部となっている。リブ３４は、リングギヤ１０により掻き上げられた潤滑油を遮蔽部材３１の内側から外側へ案内するために設けられている。リブ３４は、例えば溶接等の手段によって開口部３２の上端縁３２ａに取り付けられている。

この実施形態によれば、上述のような遮蔽部材３１が設けられているので、次のような効果が得られる。

ケーシング２の底部に貯留された潤滑油がリングギヤ１０の回転に伴って掻き上げられる（跳ね上げられる）が、掻き上げられた潤滑油の一部は、遠心力により遮蔽部材３１の開口部３２を通って遮蔽部材３１の内側から外側へ排出される。図４には、リングギヤ１０により掻き上げられた潤滑油の流れの一例を矢印で示している。そして、開口部３２から排出された潤滑油は、ケーシングの内面に跳ね返され、自重により遮蔽部材３１の外周板３１ｃとケーシング２の内面との間を落下し、ケーシング２の底部へ落下する。この際、遮蔽部材３１によってリングギヤ１０の外周部が覆われているので、開口部３２から排出された潤滑油がリングギヤ１０に再度付着することを抑制することができる。これにより、潤滑油がリングギヤ１０に再度付着することに起因する回転抵抗の増大、および、これに伴う撹拌抵抗の増大を抑制することができる。

また、この実施形態では、開口部３２から遮蔽部材３１の外側へ排出された潤滑油が、再流入防止板３３により開口部３２から遮蔽部材３１の内側へ再度流入することが妨げられる。これにより、潤滑油がリングギヤ１０に再度付着することをより効果的に抑制することができる。

−他の実施形態−
上記実施形態では、遮蔽部材３１に開口部３２を１つだけ形成した例を挙げたが、遮蔽部材に複数の開口部を設ける構成としてもよい。例えば、図５に示すように、遮蔽部材４１に２つの開口部４２，４３を形成してもよい。

図５に示す遮蔽部材４１は、図３、図４に示す遮蔽部材３１と略同様の構成であって、２つの開口部４２，４３を備えている点で、図３、図４に示す遮蔽部材３１とは異なっている。言い換えれば、図５に示す遮蔽部材４１は、図３、図４に示す遮蔽部材３１に開口部が１つ追加された構成となっている。図５に示す遮蔽部材４１に設けられる開口部４２，４３のうち、一方の開口部４２は、リングギヤ１０の回転中心Ｃ１と略同じ高さの位置に設けられ、他方の開口部４３は、リングギヤ１０の回転中心Ｃ１よりも高い位置に設けられている。そして、遮蔽部材４１には、再流入防止板４４，４５およびリブ４６，４７が開口部４２，４３に対応してそれぞれ設けられている。

なお、再流入防止板の側面形状を、途中で斜め下方へ向けて折り曲がる山型形状（凸形状）としてもよい。例えば、図５に示す遮蔽部材４１では、下側の開口部４２に対応して設けられる再流入防止板４４が山部（凸部）４４ａを形成するように、途中で斜め下方へ向けて折り曲げられた形状となっている。

上記実施形態では、フロントエンジン・フロントドライブ（ＦＦ）方式の車両に搭載されるディファレンシャル装置を例に挙げているが、フロントエンジン・リアドライブ（ＦＲ）方式の車両に搭載されるリア側のディファレンシャル装置や、４輪駆動方式の車両におけるフロント側のディファレンシャル装置およびリア側のディファレンシャル装置にも、本発明を適用することが可能である。

本発明は、ケーシングの底部に貯留された潤滑油をリングギヤによって掻き上げることにより、潤滑油をギヤ同士の噛み合い部分に供給するように構成された潤滑装置に利用できる。

１ トランスアクスル
２ ケーシング
４ ディファレンシャル装置
１０ リングギヤ
３１ 遮蔽部材
３２ 開口部
３２ａ 上端縁
３３ 再流入防止板

Claims (2)

1. ケーシングの底部に貯留された潤滑油をリングギヤによって掻き上げることにより、潤滑油をギヤ同士の噛み合い部分に供給するように構成された潤滑装置において、
   上記ケーシングの内面とリングギヤの外周部との間には、このリングギヤの外周部を覆うように遮蔽部材が設けられ、
   上記遮蔽部材には、リングギヤにより掻き上げられた潤滑油をこの遮蔽部材の内側から外側へ排出する開口部が形成されていることを特徴とする潤滑装置。
2. 請求項１に記載の潤滑装置において、
   上記遮蔽部材には、上記開口部の上端縁から斜め上方へ向けて突出する突出部が設けられていることを特徴とする潤滑装置。

Images